Động cơ áp điện. Lược đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Động cơ áp điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Điện cho người mới bắt đầu

Bình luận bài viết

Động cơ áp điện (PD) là động cơ điện trong đó chuyển động cơ học của phần thân được truyền động (rôto hoặc phần ứng) được thực hiện do hiệu ứng áp điện.

Điều đầu tiên thu hút họ là không có cuộn dây cảm ứng, thường được làm bằng dây đồng hoặc nhôm và lõi thiết lập kiểu đặc biệt. Yếu tố làm việc trong chúng là gốm áp điện.

Có vẻ như chỉ cần kích thích phần tử áp điện bằng điện áp xoay chiều và sử dụng các phương tiện cơ học đã biết, chuyển đổi dao động của phần tử áp điện thành chuyển động quay của cơ thể làm việc là đủ. Tuy nhiên, mặc dù nguyên tắc này đơn giản, nhưng rất khó thực hiện nó đối với tần số và biên độ của dao động áp điện gặp phải trong thực tế.

Trong một trong các biến thể của PD, người ta đề xuất uốn cong phần tử áp điện đồng thời trong ba mặt phẳng bằng cách sử dụng điện trường ba pha sao cho phần cuối của nó, di chuyển về phía trước, mô tả một quỹ đạo tròn (Hình 1).

Động cơ áp điện

Ở đầu di động có chốt 1 tương tác ma sát với rôto 2 khiến nó quay. Nguyên tắc này chưa được áp dụng trong thực tế.

Từng bước PD đã nhận được ứng dụng thực tế lớn hơn. Trong các động cơ này (Hình 2), âm thoa hoặc phần tử áp điện đúc hẫng truyền chuyển động dao động đến thanh 2, thanh này di chuyển rôto 3 bằng một răng.

Động cơ áp điện

Khi thanh di chuyển theo hướng ngược lại, chốt 4 cố định vị trí của rôto 3. Một phiên bản đơn giản hơn của PD này là một động cơ (Hình 3, a), bao gồm một phần tử áp điện 1, được chế tạo dưới dạng một tấm hình chữ nhật, ở một đầu được ép bởi một ngoại lực lên bề mặt của rôto 2. Khi phần tử áp điện được kích thích bằng điện, đầu này, giống như một mái chèo, di chuyển dọc theo một quỹ đạo kín, định kỳ tạo ra một xung cho rôto. Thiết kế của nó được thể hiện chi tiết hơn trong Hình 3b. Phần tử áp điện 1 và vòng bi 2 được lắp đặt trên cơ sở stato 3. Rôto 4 thường được làm bằng vật liệu cứng (thép, gốm sứ). Phần tử kẹp 7 có thể được chế tạo dưới dạng một lò xo thép phẳng, phần cuối của nó, thông qua miếng đệm đàn hồi 8, ấn vào phần cuối của phần tử áp điện 2. Để thay đổi lực kẹp, một vít điều chỉnh 9 được lắp đặt.

Động cơ áp điện

Tốc độ quay của rôto trong hệ thống này được xác định bởi biên độ dịch chuyển tối đa cho phép của phần tử áp điện hoặc quá nhiệt của nó. Khi quá nhiệt trên điểm Curie, tính chất áp điện bị mất. Đối với hầu hết các vật liệu công nghiệp, nhiệt độ Curie vượt quá 250°C, do đó biên độ dịch chuyển cực đại bị giới hạn bởi độ bền kéo của vật liệu. Đối với vật liệu TBK-3, vận tốc tuyến tính tối đa cho phép Vl là 1,5 m/s. Có tính đến biên cường độ gấp đôi, chúng ta sẽ lấy Vl = 0,75 m/s. Tần số quay của rôto PD là n = 60Vl/πD (min-1). Đối với D = 0,5 cm, n = 3000 phút-1, đối với D = 5 cm, n = 300 phút-1. Do đó, bằng cách chỉ thay đổi đường kính của rô-to PD, có thể bao phủ nhiều tần số quay của trục PD. Việc giảm điện áp nguồn giúp có thể giảm tốc độ quay xuống 30 phút-1 trong khi vẫn duy trì công suất đủ cao trên trục trên một đơn vị khối lượng.

Một đặc điểm quan trọng của PD, có thể so sánh chúng với các động cơ điện khác, là hệ số hiệu suất (COP). Rất khó ước tính tham số này cho PD, vì hiệu quả phụ thuộc vào thiết kế PD, lực và góc áp suất, góc tiếp xúc, vật liệu rôto và miếng đệm chống mài mòn cũng như tần số hoạt động.

Đối với PD được mô tả ở trên với phần tử áp điện được gắn ở cuối, sự phụ thuộc của hiệu suất vào thời điểm trên trục M (Hình 4, a), vào lực kẹp đã được nghiên cứu. (Hình 4b) và trên tần số kích thích f (Hình 4c). Hiệu suất tối đa phụ thuộc vào vật liệu của phần tử áp điện, ví dụ, đối với PKR-10, hiệu suất kỷ lục đạt được là 85%. Hiện tại, có hơn 50 thiết kế PD cơ bản khác nhau.

Động cơ áp điện

Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của PD là khả năng thu được các chuyển động rất nhỏ của rôto. Ví dụ: một số mẫu PD có tần số quay 0,2-6 vòng / phút, khi áp dụng một xung đơn, sẽ tạo ra sự dịch chuyển góc của rôto bằng 1/3000000 chu vi, tức là 0,4 cung giây. Ngoài ra, PD có thể được điều khiển trực tiếp từ máy tính. Do kích thước và trọng lượng của PD nhỏ hơn 3-5 lần so với động cơ điện thông thường nên chúng có thể được sử dụng trong máy quay video, ổ đĩa từ tính và laser cũng như trong nghiên cứu khoa học.

Xem các bài viết khác razdela Điện cho người mới bắt đầu.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Quay video các đối tượng sẽ giúp nghe trộm cuộc trò chuyện 15.08.2014

Các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển một phương pháp nghe lén các cuộc trò chuyện bằng cách quay phim các vật thể nằm gần người đang nói chuyện trên máy quay video và phân tích độ rung của các vật thể này.

Phương pháp này hoạt động theo nhiều giai đoạn. Đầu tiên, tần số và áp suất của sóng âm truyền đến một vật thể (chẳng hạn như cốc giấy) được ghi lại. Sau đó, máy quay sẽ ghi lại các rung động của vật thể, chuyển chúng thành các chuyển động của pixel. Sau đó, một chương trình đặc biệt sẽ chuyển đổi pixel thành âm thanh.

Abe Davis, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi có thể giải mã lời bài hát ở khoảng cách 4,5 mét từ sự rung động của một túi chip sau một tấm kính cách âm đặc biệt. Sau đó, chúng tôi đã cố gắng nhận ra bài hát của nhóm Queen Under Pressure, đang phát trên tai nghe, bằng sự rung động của dây của họ. Hơn nữa, người ta thậm chí còn có thể tạo lại những âm thanh gốc từ đoạn video ghi lại hộp kẹo, bên cạnh tiếng người đang vo ve. Công nghệ mới cũng giúp xác định giới tính của người nói. Tuy nhiên, nó vẫn chưa cho phép phân tích cú pháp giọng nói thông thường.

Các tác giả của bài báo lưu ý rằng trí thông minh đã sử dụng micrô laser để nghe bằng cách đọc thông tin từ các bề mặt rung động. Nhưng để công việc thành công, họ cần phải nghe lén các cuộc trò chuyện sau kính, và trong suốt và sạch sẽ. Nhờ phương pháp mới, có thể "loại bỏ" rung động từ hầu hết mọi đối tượng.

Như Davis lưu ý, việc đo các đặc tính vật lý của các vật thể ở xa bằng công nghệ mới đối với anh ấy thú vị hơn các hoạt động tình báo.

Nhà khoa học chỉ ra: “Phản ứng của các vật thể với âm thanh nói lên đặc tính cấu trúc không ngờ của chúng.

Tin tức thú vị khác:

▪ Các bài học âm nhạc góp phần vào thành công trong học tập

▪ Thiết bị di động gây hại cho sự phát triển của giọng nói

▪ Khói dầu diesel gây hại cho tim và mạch máu

▪ Máy bay chở khách siêu thanh

▪ Khi hoa anh đào nở

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Thợ điện trong nhà. Lựa chọn các bài viết

▪ bài viết của Julian Tuwim. câu cách ngôn nổi tiếng

▪ Bài viết Những quốc gia nào trên thế giới nằm trong top XNUMX lớn nhất về dân số? đáp án chi tiết

▪ bài báo Khái niệm An toàn trong hoạt động sản xuất

▪ bài viết Làm thế nào để xác định sơ đồ chân của một bóng bán dẫn lưỡng cực. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Điện thoại di động Nokia sơ đồ chân. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web